摘 要：本文以南京大胜关长江大桥为依托，对三主桁钢桁拱桥的主拱合龙进行研究和分析，以在较短时间内顺利实现精确合龙。大桥的主桥为六跨连续钢桁拱桥，中间2个主拱跨，两端各2个边跨，采用形式新颖的三片主桁与整体桥面板共同受力的结构体系。大桥主拱的合龙采用中主墩钢梁双悬臂架设、两边主墩单悬臂架设、跨中合龙的总体方案，两主拱先拱肋合龙、后系杆合龙。合龙的理论计算分析运用桥梁空间结构计算软件Midas Civil 2006，建立梁单元和板单元相结合的空间结构计算模型，对架设全过程进行空间静力分析。合龙措施采用长圆孔、圆孔、销子、顶拉装置及温差。

　　关键词：三主桁，水平索，合龙口，长圆孔，顶拉装置 概述 随着我国钢桁拱桥的进一步发展，其跨度、载重越来越大，结构也越来越复杂，施工架设、精确合龙的难度与已建的钢桁梁桥不可同日而语，传统的施工、合龙技术难以满足新结构复杂的多点合龙的要求，需研究采用新的施工合龙方法。本文以南京大胜关长江大桥为依托，对三主桁钢桁拱桥主拱的精确合龙进行了合龙的措施及监控计算的研究分析。 桥式方案与施工组织 南京大胜关长江大桥位于既有的南京长江三桥上游1.55Km处，主桥上部结构为(108+192+2×336 +192+108m)六跨连续钢桁拱桥(见图1)，采用形式新颖的三片主桁与整体桥面板共同受力的结构体系。

图1 南京大胜关长江大桥主桥

　　(Figure 1 Main bridge of Nanjing Dashengguan Changjiang Rive Bridge)

图2 主桥架设方案

　　(Figure 2 Erection scheme of main bridge)

　　主桥的施工安装采用悬臂架设、跨中合龙的总体方案。合龙顺序为先边跨合龙、后主拱跨合龙。边跨安装合龙工序为：端头的两平弦钢梁单悬臂架设至合龙口、两边主墩钢梁采用墩旁托架辅助双悬臂架设至边跨合龙口，进行边跨合龙。主拱的安装合龙工序为：边跨合龙后，两边主墩钢梁预纵移至合龙位置，再采用吊索塔架、斜拉索辅助单悬臂架设至主跨合龙口，中主墩钢梁采用平索、墩旁托架辅助双悬臂架设至主跨合龙口，进行主拱合龙。两主拱先同时拱肋合龙，后同时系杆合龙。主桥架设方案如图2。 三主桁结构合龙状态监控计算分析 计算软件和计算内容 南京大胜关长江大桥主拱合龙的监控计算软件为桥梁空间结构计算软件Midas Civil 2006。计算的主要内容为：建立空间结构模型，对主拱的主要安装步骤、主拱拱肋及系杆合龙状态的调索进行模拟分析，以控制安装过程的结构线形及构件应力，并最终调整合龙口至理想合龙状态。 计算模型 根据南京大胜关长江大桥主体结构及临时辅助结构的施工图纸，取各构件的实际坐标和实际截面建立空间结构计算模型，其中桥面板采用板单元，辅助的水平索、斜拉索采用受拉桁架单元，其他各构件均采用粱单元，各单元之间通过节点连接。主拱合龙前计算模型见图3(仅示中主墩及一个边主墩钢梁，对称的另一边主墩钢梁未示)。

　　图3 主拱合龙前计算模型 (Figure 3 Calculation model before the closure of main arch)

　　材料参数 主结构及墩旁托架采用钢材，弹性模量E=2.1×105MPa，泊松比ν=0.3,热膨胀系数α=1.18×10-5;水平索、斜拉索采用高强钢丝，弹性模量E=1.95×105 MPa，泊松比ν=0.3，热膨胀系数α=1.18×10-5。 边界条件 边跨支点z向约束，边主墩、中主墩支点三向(x，y，z)约束，中主墩的托架立柱底固结。 计算荷载 各构件自重由程序自动计算加载。施工临时荷载主要有：吊机重量、脚手架重量、运梁轨道重、人行走道等。 安装过程拉索计算及合龙状态调索 为保证安装过程的钢梁线形及结构受力安全，需在边主墩、中主墩钢梁悬臂架设过程中分别对第一层、第二层、第三层的斜拉索及平索进行张拉。在钢梁架设至主拱合龙口过程中，三层斜拉索、水平索依次张拉情况及根据理论与实际的差异进行合龙状态的调索情况如下。 钢梁架设过程中索力的张拉(见表1) 表1 斜拉索、水平索架梁过程依次张拉情况

　　Table 1 Tension of inclined pulling cable and horizontal cable in erection process 索的位置 所属墩号 索的性质 初始张拉索力(KN) 第一层 边主墩 斜索 7600 中主墩 平索 13150 第二层 边主墩 斜索 10000 中主墩 平索 13200 第三层 边主墩 斜索 15000 中主墩 平索 16000 拱肋合龙状态的调索 主拱钢梁架设至合龙口，需对中主墩的水平索依次进行补拉调整(见表2)，以达到拱肋的合龙状态，即合龙口两侧节点的竖向位移、水平位移、横向位移基本相当，以顺利进行拱肋的精确合龙。

　　表2 斜拉索、水平索依次补拉情况

Table 2 Added pulling of inclined pulling cable and horizontal cable 索的位置 所属墩号 索的性质 索力补拉值(KN) 第一层 中主墩 平索 6000 第二层 中主墩 平索 6000 第三层 中主墩 平索 2500 系杆合龙状态放索调整 在两拱肋合龙后，对斜拉索、水平索依次进行放索(见表3)，以达到系杆合龙状态，即系杆合龙口两侧节点的竖向位移、水平位移、横向位移基本相当，顺利进行系杆的精确合龙。

　　表3 斜拉索、水平索依次释放索力情况

　　Table 3 Release cable force of inclined pulling cable and horizontal cable 放索步骤 索的位置 所属墩号 索的性质 释放索力(KN) 第一步 第三层 中主墩 平索 2000 第二步 第二层 中主墩 平索 6000 第三步 第一层 中主墩 平索 6000 第四步 第三层 边主墩 斜索 3000 第三层 中主墩 平索 1000 三主桁合龙口位移差 三主桁的受力差异是客观存在的，计算与表明，当合龙口两侧节点的竖向位移差、水平位移差及横向位移差均在20mm以内时，已具备合龙条件，采取适当合龙措施即可进行三主桁的精确合龙。 主拱合龙措施 主拱合龙概述 两主拱的合龙过程：先通过对斜拉索、水平索的张拉调整，将拱肋合龙口调至较为理想的状态，再通过采取长圆孔、圆孔、顶拉装置及利用温差等合龙措施，对主拱拱肋进行精确合龙;拱肋合龙后通过对斜拉索、水平索的放索调整，将系杆合龙调至理想状态，再通过采取长圆孔、圆孔、顶拉装置及利用温差等合龙措施，最后进行系杆精确合龙。 主拱拱肋合龙措施 通过前面的调索，使主拱拱肋两合龙口调整至合龙状态后，利用拱肋下弦杆合龙口两侧的杆件和拼接板上的长圆孔、圆孔、销子，同时利用温差，合龙拱肋下弦杆及斜杆。此时的拱上弦合龙口两侧存在20mm以内水平位移差，利用顶拉装置对合龙口的中边桁拱上弦杆两侧施加一定的顶力，使中桁、边桁合龙口张开至两侧位移基本一致时，再利用长圆孔、圆孔、销子合龙拱上弦。至此，主拱拱肋顺利实现了精确合龙。合龙杆件的长圆孔、圆孔及顶拉装置如图4所示。

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